案例教學法在橋梁工程課程中的應用

鄒毅松　徐冰　陸萍

【摘要】文章通過分析和實踐，闡述了在橋梁工程課程教學中引入案例教學法的必要性和可行性，分析了運用案例教學法開展橋梁工程課程教學的優勢，以培養學生的知識整合能力，彌補表達能力為目標，提出了將案例教學法引入橋梁工程教學中的實施措施。

【關鍵詞】橋梁工程;案例教學法;知識整合能力;表達能力

【基金項目】重慶交通大學教育教學改革研究課題“橋梁工程課程教學內容設計與案例式教學實踐”（1203002）。

一、引言

案例教學法最先是由美國哈佛商學院于1920年代提出的一種基于真實情境案例實施的獨特的教學方法，旨在促進學生積極主動思考和討論，培養學生獨立思考、查閱資料、整合資源的能力，培養團隊合作和溝通表達的綜合能力。

直到1986年美國卡內基小組提出《準備就緒的國家：二十一世紀的教師》報告書[1]，案例教學法才得到美國教育界師資培訓的重視。我國則是從1990年代才開始探索研究該教學方法。

二、案例教學法在橋梁工程教學中的優點

橋梁工程是一項集勘察、設計、施工、監理等眾多職能于一般的，采用分工合作方式進行的復雜系統性工程。橋梁因結構體系的差異，導致組成結構的構件及其計算、設計和施工方法各不相同。從業者所要掌握的基礎知識涵蓋數學、力學、材料、計算機、管理學等眾多門類。橋梁工程課程教學需要涉獵廣泛面面俱到，又要具有相應的側重點，還要將此前的各門專業基礎知識整合提煉運用到一起。而學生最缺乏的恰恰是實踐經驗，傳統的教學方式不能清晰完整地傳授包含諸多細節的課程內容，學生往往局限于被動掌握課程中抽象模糊的概念和條框式的知識點[2]。

案例式教學恰好能夠在橋梁工程的教學中充分發揮其優勢，使學生在真實案例的情景下親身參與橋梁工程實踐中的每一個環節，直觀實際地了解各方面細節;并在討論交流中產生思維的碰撞，自主思考解決問題，培養全面扎實掌握并運用所學知識的能力。

案例教學法將學生帶入職業環境中，使他們能了解自己工作的性質、意義及責任，為今后走上工作崗位奠定良好的理論和實踐基礎。

在橋梁工程教學中運用案例教學法有以下優點。

1.隨著科技的發展，橋梁工程中與其他學科交叉融合運用的情況越來越廣泛，設計、施工、管理的方法更是在不斷更新。例如橋梁作為永久建筑，除必須滿足結構要求和功能要求外，人們還期望其成為一道美麗的景觀，橋梁美學設計、建筑美學和橋梁美學的相互關系要恰當地在橋梁上展現;大型的施工機械更新換代，施工機具設備和施工工藝的革新對橋梁類型和體系的發展，對提高橋梁跨越能力和豐富結構構造形式起著重要的作用，橋梁形式的發展亦總是伴隨著橋梁施工工藝的發展;BIM技術的引入[3]，BIM技術為工程項目信息化和全生命期數據的共享與傳遞提供工具與平臺，將為橋梁工程建設帶來革命性變革;基于概率統計的檢測監控技術[4]，包括超聲波等方法相繼出現，新的監測技術已取得長足發展，用于檢測橋梁的結構完整性;橋梁設計應考慮環境保護和可持續發展，包括生態、水、空氣、噪聲等幾方面。應從橋位選擇、橋跨布置、墩身外形、基礎方案、施工方法、施工組織設計等多方面考慮環境要求，采取必要的工程控制措施，并建立環境監測保護體系，將不利影響減至最小等。除了經典的理論知識，教材上的部分知識具有一定的滯后性，為了使學生所學知識與今后實際工作內容有更好的銜接，就需要授課教師通過引入工程實例，拓展符合目前發展技術趨勢的相關內容，使學生能夠在畢業后的較短時間內勝任自己的崗位。

2.橋梁工程專業課程的任課老師多是具有多年豐富工程經驗的教授，他們掌握了當今甚至未來的行業技術發展趨勢的一手資料，正在從事前沿的科研和實際的工程項目，既有組織實施項目的經驗又有足夠詳細真實的工程案例資料，這恰好為案例教學法提供了實施的條件。教師將積極調研、查閱國內外相關教學研究課題及參考文獻，針對橋梁工程課程教學內容，緊密結合當前橋梁工程采用的新材料、新技術、新體系及新施工技術進行案例編寫、案例設計和案例制作。

3.由于部分學生的惰性，抄襲一直是教學中存在的現象，統一題目的作業練習及課程設計內容，會出現“一人鉆研，全班得利”的情況，使得部分學生沒有得到充分的練習，導致知識的掌握不牢靠。案例教學法可以按照實際工程案例，通過分組分工的形式，使學生的課后訓練任務差異化，避免抄襲現象的產生，更有助于激發學生的主觀能動性，深入挖掘自身的潛能。

三、案例教學法的實施

1.講授經典理論知識

萬丈高樓平地起，案例教學法的實施是一個循序漸進的過程，學生要想獨立完成案例教學的課業任務必須要有扎實的理論基礎。例如需掌握不同結構體系類別的橋梁各自應采用的設計、施工方法，明確各類橋梁的組成構件及其作用，主要構件的設計計算方法、規范要求等基礎知識。

2.分析案例資料

在學習相關基礎知識后，將真實案例資料呈現在學生面前，使學生初步認識了解該案例的具體情況、技術指標及關鍵環節，讓學生對項目的實施過程有整體的概念和清晰的認識。而后將學生分為若干小組，有差別地布置各組的項目實施方案課程作業;小組中分工完成總體布置、結構設計、施工組織設計等不同的任務。學生在課后根據各自負責的任務查閱相關資料、類似工程案例，完成作業。在這個過程中，學生充分發揮其主觀能動性，對一個案例項目的實施過程有更透徹的理解，能更牢固地掌握所學知識。

3.組內討論與合作

組內討論是一個整合信息的過程，小組內根據各自的分工，相互協調討論案例的設計實施方案。小組成員除專攻自己主要負責的分項任務外，為了實現與組內成員溝通順暢、任務交接無障礙，也自發主動地學習其他環節涉及的知識，從而達到所有學生對橋梁工程案例中的知識全面系統掌握的效果。

例如，負責結構設計的同學與負責總體布置設計的同學相互交流，確立最優橋型、跨徑布置、構件尺寸等，要清晰地了解到，要想成功地進行橋梁設計，設計者不僅要優化橋梁結構的安全性、服務性和經濟性，還要考慮美觀性。為了純粹的經濟和技術目的而設計橋梁，然后試圖通過微小的造型或裝飾來改善外觀是錯誤的;在沒有任何結構邏輯的情況下純粹靠幻想選擇外觀形狀，然后試圖修改設計以平衡承載和效果，同樣也是錯誤的。負責結構設計的同學和負責總體布置的同學應將良好的空間造型和視覺處理能力與對橋梁的結構體系、力的傳遞和材料性能的深刻理解有機地結合起來;負責施工組織設計的同學也應該參與討論，綜合考慮工程背景、橋涵水文、施工便利性與經濟性，對橋梁結構體系、墩臺形式、主梁截面等關鍵技術指標提出建設性意見。這樣既鍛煉培養了學生的表達溝通、協調合作能力，又建立了各章節相對獨立的內容之間的聯系，達到互相學習、共同進步的效果。

4.組間交流與點評

最后，各小組將完成的案例設計方案在課上以講解PPT的方式進行交流，模擬項目招投標的過程，任課教師則扮演業主的角色，對各方案的優缺點進行點評打分并提出修改意見，決出優勝小組。這種帶有競爭性質的交流有利于提高學生的積極性，使其主動對所做項目力求精益求精。

在橋梁工程傳統的教學中，往往更注重思考分析的能力，多數學生表現較內斂深沉，交流表達能力時常被忽略，出現“肚里有貨倒不出”的窘境。案例式教學中交流展示的環節恰好彌補了這項能力的不足，使學生不僅能通過其他小組的方案集思廣益獲得啟發，而且能鍛煉學生的演講表達能力。

四、結語

橋梁工程是一門對理論和實踐綜合要求極強的系統性專業課程[5-6]，經討論分析，引入案例教學法是非常有必要的。案例式教學是一種致力于提高學生綜合素質、面向未來的教學模式，值得研究和實踐。并且事實證明，橋梁工程課程具備引入案例教學的條件。案例教學法能讓學生將理論知識與實踐項目結合，更清晰具體地掌握專業知識，了解行業的最新發展動態;推動學生積極主動思考，在學習過程中鍛煉了學生查閱資料、整合信息、協同合作、語言表達的能力。案例教學法起到了銜接書本知識和工作實踐的作用，讓學生在畢業后能更快地適應工作節奏、投入職業生涯，更好地為我國基礎建設事業培養優秀人才。

【參考文獻】

York C C O N，NY.A Nation Prepared： Teachers for the 21st Century[R].The Report of the Task Force on Teaching as a Profession，1986：168.

謝志江，孫紅巖，蔣和生，等.案例教學法在工科教學中的應用[J].高等工程教育研究， 2003（5）：75-77.

胡振中，路新瀛，張建平.基于建筑信息模型的橋梁工程全壽命期管理應用框架[J].公路交通科技，2010（s1）：20-24.

魏武，王俊杰，蔡釗雄.基于小波和Radon變換的橋梁裂縫檢測[J].計算機工程與設計，2013，34（9）：3151-3157.

范立礎.橋梁工程（上冊）[M].北京：人民交通出版社，2017.

顧安邦.橋梁工程（下冊）[M].北京：人民交通出版社，2011.